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全息的相对性与绝对性原理

世界是统一的，物理规律也是统一的，宏观世界总结出的物理规律同样适用于微观世界，反过来，微观世界总结出的规律也同样适用于宏观世界.宏观世界与微观世界只有条件上的不同，并没有本质上的区别.物质系统结构是全息的，巨微同构，规律统一.上帝很忙，没有闲功夫去重复制造规律，更没有闲功夫去制造复杂的规律.自然界崇尚简单，过于复杂的知识很可能是错的.20世纪80年代前后，当乌杰教授将系统哲学与辨证哲学交叉构建系统辨证学的时候，与系统方法认识和处理整体与部分关系相近的，如吴学谋教授的泛系全息、张颖清教授的生物全息、王存臻和严春友教授的宇宙全息等也开始起步.系统辨证论的中心规律---差异协同律揭示得好：任何系统都是差异与协同的整体、同一体.这表达了全息不全的系统辨证规律.

要遵循物理学基本概念，以互补原理为贯彻自始至终的主线，重新整合物理学体系.立足物理学教科书，修改物理学教科书.其道理在于：只有遵循物理学基本概念，才能在物理学的基础上前进.物理学的基本概念，是建筑物理学大厦的原材料.我们在重新整合物理学的过程中，当然对原来的物理学概念有所取舍.但一般不能改动它的原义，如果修改了概念本来的含义，那就失去了对话交流的前提.只有本着立足物理学教科书，修改物理学教科书的思想，才能保留和利用现有的物理学实验结果.因为，物理学毕竟是实验科学，而并不是凭空想就能想出来的.现行物理学保存了大量的实验经验和实验数据，这是我们整合物理学可资利用的最宝贵的财富.如果另起炉灶，没有这些实验结果为依据，那就不可能建立起合乎科学要求的物理学.物理学混乱的主要原因是没有将互补原理作为贯穿物理学从始至终的主线.同伦概念来自微分几何和拓扑学，而它们正代表了当代的点线面体文明.加上诸如映射、连续函数、流形、群等概念，都能揭示全息不全、泛系不泛的内涵.例如把一个圆圈s'映射到环面（内胎）上有三种情况：g(s')是沿此圈可在环面局部开个小孔；f(s')是沿此圈能把环圈切断变成圆柱筒；h(s')是沿此圈可把环圈剖开变成圆环面.这三种情况在环面上找不到一串圆圈或封闭曲线能使g(s')连续地变形成f(s')或h(s')，反过来也是一样.这说明映射g、f、h是互相不同伦的.类此，把s'映射到某个图形X上，所得到的所有映射按照彼此同伦与否划分成等价类，彼此同伦的算一类.同类的集中在一起时就构成一个群，叫做X的同伦群，记作π₁(X).由于球面上的s'的所有映射都同伦，即π₁只含零元素，所以能用π₁把球面与环面区别开来.由于一个系统中可能同时存在类似球面与环面的子系统，而会引发系统辨证学涉及球面与环面不同伦的问题.

即同伦是一种映射连续函数.用此映射，能连续变换的图形称为同伦，反之则称为不同伦.同伦的称为群，不同伦则可分为不同的群.用此群，能分出球面和环面不能连续映射.流形也是一种图形的连续运动的轨迹.流形与群都有判断分类的问题.这是拓扑学、微分几何中的情况.泛系全息、生物全息、宇宙全息涉及的则不同，因为用此标准，球面和环面可能同时存在一个系统中，用连续映射评断各个子系统，会出现球面与环面的不同伦.而连续映射是相似概念的一个最弱作.既然如此，球面与环面又是系统的子系统，即证明部分与部分有不相似的；同理也能证明部分与整体有不相似的.即证明在泛系全息、生物全息、宇宙全息系统中，会有全息不全.

可以看出，全息的部分是一个群元素，且仅是一个群元素.全息既然是群，群就有差异，而不是仅由球面构成自然界的所有系统.泛系与全息产生的陷阱，是把球面构成的系统当成了从简单到复杂的所有系统的特征，无视环面一类系统或球面与环面混合一类系统的存在.这是中国传统文化和点线面体文明之间的最大差异.全息由于是同伦群，就有条件限制，如物理全息，要有两束相干光.即使分形的自相似也有标度限定.因此不能把任何部分与部分、部分与整体都是相似的，当作是普遍成立的泛系全息、生物全息、宇宙全息的定律.反之，泛系全息、生物全息、宇宙全息从同伦出发，也有存在.即把其中部分与部分相似的，部分与整体相似的看成一个群，剔出来作为一个同伦群来研究，也非常有意义.

在拓扑学和微分几何中，把一个球面与一个环面相靠粘连起来而不封闭环圈，那么新构成的整体将算作环面，即这个限定为：球面+环面=环面.微分几何的定理与拓扑学的定理是相容的，不能这里是错误，在那里是正确.这被引申为数学无矛盾定理，即正确+错误=错误.这使得各门数学中的定理不能相互矛盾，如在平面几何与非欧几何中有第五公设的矛盾，但作平面和曲面的区分限定为都正确，不作区分限定为错误.也许系统现象中也有：正确+错误=正确+错误，但这也要有限定.例如世界上由于国家不同、制度不同、时期不同，有法律规定的矛盾.但在同一个标准限定的系统内，仍然应该是：正确+错误=错误.这有如对应球面+环面=环面.所谓的点线面体文明，是指人类的实践、思维与知识，对投射基础的数学几何思考的依赖，以避免或走出主观或客观设置的陷阱.人类各个时期的实践、思维与知识不一定要追寻到点线面体常识，也不需要停留在点线面体的研究，这是科学技术的层次性.但奇异的是，即使到了今天，现代物理学的理论和应用都取得了无比的辉煌，但在20世纪末科学家们都还不得不回到两千多年前类似最初对点线面体的区别中去.这可真谓叫清理点线面体文明.例如被誉为物理学的第三次革命的超弦理论，就不再把两千多年实践应用下来的能量点，作为科学基础的出发点，而是重新选定能量环.环面与球面不同伦，科学也经过数千年的发展，最后才在拓扑学、微分几何、微分流形中建树起这种全域性与局域性区分的观念.但也难向其它学科渗透，三旋是第一个作这种全面推广的尝试.简单地说，环面与球面不同伦，类似家庭中的伦辈现象；家庭中不能以好似同构、同胚、同调看待人，表现在文明的社会要想可持续传代发展，是禁讳乱伦的.环面与球面的区别不是类似曲面与平面的区别，而是对应全域性与局域性的那种区别，其不同伦区别的意义在于也有科学文明的拨乱作用.现在还没有人能从物理实验上证实物质是无限可分的，因为物质实际是对现存物体作的广延、合理抽象而构成的实体，即物质的基础是我们可以观感到的物体；不可观感的物体，如以太、暗物质之类，仍是从可观感到的物体方面，作的抽象、推理或数学、物理之类的延伸.它们都主要是一种动力学概念，而不是象粒子还包含有几何学概念.例如说，它有一个几何包围面，粒子分子，这个添长着的表面现象仍然去不掉；如果它是球面，我们就可以判定它和环面不同伦.如果它是环面又存在三旋，我们就有法证明它上面的标记出现，是成几率波性的.因此，虽然哲学对物质无限可分这类强调有限无限涉及世界整体的世界观问题，有发言权.但粒子可分是具体的科学问题，粒子不是无限可分说正体现物质无限可分必须引进新的概念的宗旨，其次也体现粒子可分强调科学研究要进行实在的*作.所以从三旋的62种自旋态的实际*作上看，如果前夸克是一种类圈体模型，它就定量地结束了粒子结构单元所处的无限可分的猜测阶段.同时也涉及对实验证伪与逻辑推证的传统科学精神，要用球面与三旋环面不同伦作重新审视，而再放光芒异彩.^【1】

我们所言的物质世界是统一性，是指物质世界的“分形”结构形式和“全息”规律.太阳系结构和原子结构相似就是物质基本的“分形”结构形式.把原子的结构放大，就会呈现太阳系的结构.“分形”是物质的基本结构形式，其基本的“分形”单元就是类似于太阳系或原子的结构形式.物质世界的这种“分形”结构形式在层次上是无限的.物质结构的“全息”规律是与它的“分形”结构形式相统一的.就是说，一个基本的“分形”单元包含了整体的全部信息.就象动物的一个细胞包含了动物的全部信息一样.如果我们可以有动物的一个细胞，通过“克隆”技术，再克隆出同样的动物.那么，要据全息规律，我们可以由一个原子揭示出太阳系的全部信息.这样，我们就可以根据已知的原子的一些性质来推测太阳系的一些性质：反过来，也可以根据已知的太阳系的一些性质来推测原子的一些性质.例如，我们可以根据行星(地球)的磁场来推测电子的性质，使我们得到结论：所谓电荷就是具有磁性的微粒.根据物质结构的“分形”和“全息”规律，我们可以很容易来解释一些物理现象，它使我们得出一个系统的物理学理论.新理论不仅能解释现代物理学能解释的问题，更多地是解释了一些现代物理学解释不了的问题.新理论是自洽的，没有内部矛盾的.

吕锦华先生认为：在量子理论中我们已经见到，无论是原子、分子的能级，还是原子核的能级，都是不同自由度间耦合相互作用的结果，这就是度作用的见证.宇宙体系内的度作用是系统内错综复杂的非线性相互作用，严格地讲需用混沌理论（ChaosTheory）的数学分析来处理，但混沌体系具有的全息原理（HolographicPrinciple）所表达的自相似性和自组织性.全息原理是宇宙的拟对称性表现的理论概括.所谓拟对称性是具有拟似的、非全同的对称性.自发破缺的对称性、映射对称和超对称性都属拟对称性.例如星系的结构与宇宙的结构是拟对称的：星系的主体是恒星系及恒星集团组成的，其外围是氢云层，再外面是等离子层，更外面是中微子、光子层.恒星系与星系的结构是拟对称的：恒星系的主体是恒星（单星或双星或多星）及周围的行星、行星周围的卫星，小行星及彗星.在这些星体之外也有氢云层包围着，氢云层外也是等离子层，更外面是中微子、光子层.恒星本身也具有类似宇宙的拟对称的结构：高温高压的星体外层是氢云层，外面是密度较低的炽热的等离子气体层，更外面是恒星辐射区，其中主要是中微子和光子，夹有其它的基本粒子辐射.就是地球也一样，地球大气层的上层也是氢气层，外面是密度较低的等离子气体层，更外面是地球的红外辐射层.微观而言，原子拟似于恒星系，分子拟似于星系.黑洞的结构与其外的宇宙又具有拟对称性.宇宙是全息图的多层次网络，是拟对称性和自组织机理的综合结果.

“有序性是相对的、暂时的、从属的；无序是绝对的、永恒的、自在的.”宇宙的演化就是从简单到复杂又回复到简单.在这过程中既贯穿着有序性（显现着对称性和共性），又呈现了新的无序性（发展着个性和变异）.在新的物质形态和运动状态中又显现出新的有序和对称.事物就是在有序和无序的否定之否定的螺旋式发展中前进着.新的物质形态和运动状态在与旧的物质形态和运动状态之间的对称性中，包含着继承和统一，又出现了新的内涵和差异.“对称是相对的，不对称是绝对的.”“对称意味着统一，而世界却呈现出多样性.”这种对立和统一就归结为全息原理的拟对称性.

我们有颠覆香农信息论的准全息结构信息论、准全息系统构成论、准全息系统控制论及准全息结构计算理论.可使计算机实现指数级计算能力增长；及实现同步读、写、算、存；解决计算机IO及总线瓶颈问题；解决大容量低延时信息传输理论与技术问题；解决后摩尔时代CPU发展的物理极限问题；解决卡脖子及信息技术主权问题.依据准全息结构计算理论，我们可设计16、256、4096进制类脑结构计算机，可设计有根、无根、天地一体化主权网，可使所有软硬件、人工智能模块系统集成、功能互补，可使通信双方多对多、点对点双向同步收发，这是我们取得信息技术主权做好主权网的理论与技术保障，现急需使其成为国家行为，为国家安全服务.

智慧城市及物联网已经做了十几年时间，目标也很明确，但作为可靠完善的信息基础设施、系统集成整体框架、应急反应机制等等，不是现有技术架构能够解决的问题，就像阿里云的超级漏洞一旦出现后果非常严重！底层技术根本性制约了系统集成这一上层建筑，因而不管从那一角度讲，具有信息安全及自我保护的主动权都是重中之重，不基于底层技术创新解决主权问题，仅在网络应用层面做得越好越有可能是在为他人作嫁衣裳！

多年来受国外误导，国内企业都是急功近利只做网络应用层面的东西，始终不搞底层技术创新，而底层技术的天然局限性决定上层建筑同样具有局限性.底层技术创新既有理论又有技术问题，同时涉及顶层设计问题，急需在国家层面成立“信息技术顶层设计研究院”，在做好底层技术创新的前提下，通过顶层设计，政企合力才能有预期的做好主权网及其应用.

信息技术的底层问题是解决串行处理不适应大规模系统集成的问题，解决网络异步收发不适应实时信息处理的问题.计算机的软硬件及网络都是串行处理，具有优先权才能优先处理，就像城市交通，行车不断的遇到红绿灯，因而基础问题是解决信息处理及传输的并行机制问题.准全息结构计算技术可使计算速度指数级增长，使计算性能更接近人脑.其并行立交总线功能可使信息多对多、点对点双向同步收发，据此可实现大规模并行处理，软硬件及人工智能模块，包括若干服务器都能实时并行双向交互作用，据此企业只要做好与自己直接相关的智慧模块，国家做好系统集成的顶层设计，就能根本性解决智能化及信息安全可靠问题.因而建议成立“信息技术顶层设计研究院”，可对新技术、新理论进行全方位搜集整理，横向竖向对比调研进行择优立项整合.而传统一元化立项无法进行多方合作、无法有预期性解决有关信息技术及网络主权问题.有效解决国家整体布局及发展战略问题，避免相关企业像一群小孩跟拳王打拳击，很容易被人一个一个打趴下（拉入黑名单），因而急需尽快形成一个拳头，组织各方尽快搞个顶层设计研究院，进行顶层战略布局及具体实施方案设计，张榜招聘真正有创新能力的人尽快实施顶层设计，解决徐匡迪院士所说“颠覆性创新项目都是让专家评没的”问题.这一问题不解决原创项目很难脱颖而出.搞“信息技术顶层设计研究院”就是要从底层原创理论与技术入手从根本上解决主权问题，最起码是像华为一样做好自己的备份，做到有备无患.

量子超弦理论最终可能统一量子论和相对论.如今大多数物理学家和哲学家们都把物质微粒的几何形状的区别忽略了，忘掉了球面和环面不同伦的数学事实，注意到了动力学相因子而忘掉了几何相因子，把类圈体模型和类粒子模型混同起来，分不清“物质无限可分”和“粒子无限可分”是不对等的.如果物质微粒以类圈体取象，就定量地结束了粒子结构单元是无限可分的猜测.因为照三旋理论看，宇宙是由一个个量子类圈体构成，它们的自旋模式就是粒子质量和力荷的微观起源，决定着我们在寻常三维展开空间里观察到的那些粒子的基本物理属性，如质量和电荷.但自旋和质量与电荷的可分性是完全不相同的，量子类圈体的自旋一旦破坏，或有或无，不确定性很大.其次计算表明，类圈体的自旋只能并且只有三类62种状态，而不是无限多种.那么三旋量子态的“形态”和“状态”的区分，又是怎样的呢？当然具体说到三旋量子态的“形态”和“状态”，也是不好区分的.然而一般说物质客体的“形态”是指“形相”，类似对物体形状作的相图；“状态”是指物质客体的“能相”，类似对物体能量作的相图.物质客体的“形态”有群体和个体之分.三旋量子态的量子群体类似宏观量子现象，它的“形态”称为“类圈体”；它的“状态”和宏观物体的复杂自旋差不多.三旋量子态一般指量子个体，它本身是一种动态，既具有波动性又具有微粒性.

即跟随三旋量子态的个体作静止观察，三旋量子态的个体最基本的“形态”类似环面，称为“环量子”；“环量子”的“状态”根据它的62种自旋排列组合不同，表现为物质族25种不同的基本粒子.这里三旋态量子理论是在不改动欧几里德对点的定义的情况下，补充了三条公设：（1）圈与点并存且相互依存.（2）圈比点更基本.（3）物质存在有向自己内部作运动的空间属性.这三条公设按拓扑学的定义，球状模型可以收缩到一个“点”，而环状量子收缩到一个“点”也仍是一个“圈”，即有“孔”.在欧几里德对点的定义中，“圈”可以由“点”构成.但这只能是一种“运动”过程.例如一个球体或一个球体的切面如圆平面，绕圈子运动，也能构成环面.但这就是点比圈更基本吗？

其次，静止的空间为三维的三角坐标模式，球状模型正适合物理理论的表观模式，也趋向于建立一种能为人所理解的模型.但环面模型用空间为三维的三角坐标模式描述，是比球状模型更复杂一些，但这也就是点比圈更基本吗？从纯静止方面来说，“环量子”是比“球量子”复杂一些，甚至“环量子”可以合并于“球量子”，这就是为什么宇宙大爆炸结束时的大挤压或大膨胀是球量子过程的一个原因.

但从纯动态方面来说，“根基来源于我们所处的空间为三维的模式”的三角坐标，只是一种纯静止坐标.相对这种纯静止坐标，三旋态量子理论是一种纯动态坐标，称为“三旋坐标”.按拓扑学的定义，“点”只是一种抽象的物质客体概念，并不是一种可视可摸的物质客体概念.从可视可摸的物质客体概念出发，球面模型和环面模型都是最基本的，即它们简单性或复杂性都是一样的，只是拓扑不变量不同.即“环量子”和“球量子”打了一平手.但追求统一性，20世纪前后有两种截然不同的观点：爱因斯坦强调简单性，他说.“物理上真理的东西一定是逻辑上简单的东西，也就是说，它在基础上具有统一性”；普里高津则强调复杂性，他说：“复杂性在我们对自然的描述的各个层次上起着根本作用的认识，引导我们重新考查状态和规律之间，‘存在’和‘演化’之间的关系”.

“环量子三旋理论芯片”中，“自旋”类似凝聚态，类似量子多体；这是从拓扑学中环面与球面不同伦，换一种角度解答电子计算机难题.例如杨振宁教授说：“自旋是一种结构”，联系环量子的三种自旋，不仅可用作夸克的色动力学编码，也可以用作量子计算逻辑门的建造.因为环量子自旋根据排列组合和不相容原理，可构成三代62种自旋状态.电脑属于球量子弦论，量子计算机实属环量子弦论----在电脑中，一位的状态由0或1规定，两位就构成4种不同，即0与0，0与1，1与0，1与1，量子数据位只能很有秩序地在众多的逻辑门间移动，因此在电脑中是可能需要进行4次尝试才能打开的计算.但在量子计算机中，一个量子位则可同时以0和1的状态存在，量子位不需移动，要执行的程序只用一步就被打开.

其次，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例.正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的缔合提供了更为直观的图象，并能使爱因斯坦能满意他关于"我不相信上帝在掷骰子"的说法：在类圈体上任意作一个标记，实际上可以看成密度波，由于存在三种自旋，那么在类圈体的质心不作任何运动的情况下，观察标记在时空中出现的次数是呈几率的,更不用说它的质心存在平动和转动的情况.这也是德布罗意坚持的波粒二象性始终只有一种东西，即在同一时刻既是一个波，又是一个粒子的模式机制；并能满足正统的哥本哈根学派M．玻恩对波函数的几率诠解.即三旋所产生的波是几率波，而把粒子与波很基本地统一起来.

这里三旋理论中的三旋，是指比点（欧几里德定义）更为基本的物质基本粒子类圈体的三种自旋状态----面旋、体旋和线旋.该理论自洽地解释了物理学，生物学，脑与认知科学，宇宙、物质、生命起源，以及经济学中的许多现象，并给出了统一的数学图像----三旋理论能将“万物理论（TOE）”、“超弦理论”、“隐秩序”、“耗散结构学说”、“纤维丛”、“协同学”等理论有机地统一起来，奥秘就在于分清了类圈体的自旋和类圈体上转座子的自旋，从而分清了场与实物.而历来科学界是遗漏了对三旋是一种基本几何空间的认识，忽视了物质向自己的内部作运动的功能.例如放在桌面上的螺钉，向下运动与向上的空间属性是一样的，只因被桌面材料的原子和分子结构的束缚才没显现，这可用水面作证伪.三旋理论阐明了“无限可分”的本体论实质.

参考文献：

【1】王德奎.《论吴学谋和乌杰教授等的异同与科学文明》，北京相对论联谊会网站.